Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
Ładowanie…
(0–3) W pewnym hydracie siarczanu(VI) kobaltu(II) masa tlenu stanowi 62,6 % masy tego związku. Rozpuszczalność tego hydratu w temperaturze 70 °C wynosi 67,0 g w 100 g H2O.
Rozstrzygnięcie: Nie (można rozpuścić) Uzasadnienie: W 400 g wody można rozpuścić 268,0 g hydratu, a jego masa molowa to 281 g. ALBO Do rozpuszczenia jednego mola hydratu potrzeba 419,4 g wody. ALBO 400 g ˂ 419,4 g albo 268,0 g ˂ 281 g Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.
3 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń, obliczenie poprawnej wartości liczby moli wody w hydracie, napisanie poprawnego wzoru hydratu oraz napisanie poprawnego rozstrzygnięcia i poprawnego uzasadnienia popartego obliczeniami. 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale popełnienie błędów rachunkowych ALBO 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, obliczenie poprawnej wartości liczby moli wody w hydracie, ale błędne napisanie wzoru albo brak wzoru hydratu oraz napisanie poprawnego rozstrzygnięcia i poprawnego uzasadnienia popartego obliczeniami ALBO 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, obliczenie poprawnej wartości liczby moli wody w hydracie, napisanie poprawnego wzoru hydratu, ale napisanie błędnego rozstrzygnięcia i uzasadnienia albo ich brak. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń, obliczenie poprawnej wartości liczby moli wody w hydracie, napisanie błędnego wzoru albo brak wzoru hydratu oraz napisanie błędnego rozstrzygnięcia i uzasadnienia albo ich brak ALBO 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, popełnienie błędów rachunkowych prowadzące do błędnej wartości liczby moli wody w hydracie, napisanie wzoru hydratu oraz napisanie błędnego rozstrzygnięcia i uzasadnienia albo ich brak. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.
rozwiązań zadań Przykładowe rozwiązania Sposób 1. 64 + 16 ∙𝑥 = 0,626 ⇒ 𝑥 = 7 Wzór soli: CoSO4∙7H2O 155 + 18𝑥 MCoSO4 ∙ 7H2O = 281 g ∙mol−1 100 g H2O −67 g CoSO4 ∙7H2O 400 g −𝑦 g ⇒ 𝑦 = 268,0 g Sposób 2. 64 + 16 ∙𝑥 =0,626 ⇒ 𝑥 = 7 Wzór soli: CoSO4∙7H2O 155 + 18𝑥 MCoSO4 ∙ 7H2O = 281 g ∙mol−1 100 g H2O −67,0 g CoSO4 ∙7H2O z g −281 g ⇒ 𝑧 = 419,4 g
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–1) Bezwodny kwas siarkowy(VI) ulega – podobnie jak woda – autodysocjacji elektrolitycznej, 2H2SO4 ⇄ H3SO4 + + HSO4 − Stała równowagi tej reakcji w temperaturze 25 °C wynosi około 3 ∙10–4. Iloczyn jonowy wody 𝐾w w tej temperaturze jest równy 1,00 ∙10–14. Aby roztwór przewodził prąd elektryczny, muszą być w tym roztworze obecne jony. Im większa jest ich liczba, tym przewodnictwo jest większe.
Większą zdolność autodysocjacji wykazuje (bezwodny kwas siarkowy(VI) / woda). Większe przewodnictwo elektryczne wykazuje (bezwodny kwas siarkowy(VI) / woda).
1 pkt – poprawne dokończenie dwóch zdań. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–2) Przeprowadzono doświadczenie, w którym do bezbarwnego wodnego roztworu soli 1. znajdującego się w probówce wkraplano żółty wodny roztwór soli 2. Zaobserwowano strącanie się osadu. Schemat doświadczenia przedstawiono poniżej. sól 2. (aq) sól 1. (aq) czerwonobrązowy osad Spośród substancji wymienionych niżej wybierz te, których roztwory zostały użyte w opisanym doświadczeniu. Zaznacz wzory odpowiednich soli. Następnie napisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej reakcji. Sól 2. w roztworze wkraplanym: KCl K2CrO4 Fe(NO3)3 K2Cr2O7 Sól 1. w roztworze w probówce: CuSO4 Cr(NO3)3 AgNO3 (NH4)2SO4
Sól 2. w roztworze wkraplanym: KCl K2CrO4 Fe(NO3)3 K2Cr2O7 Sól 1. w roztworze w probówce: CuSO4 Cr(NO3)3 AgNO3 (NH4)2SO4 Równanie zachodzącej reakcji: 2Ag+ + CrO42– → Ag2CrO4 Uwaga 1.: Jeśli zdający nie dokona wyboru wzorów soli, ale napisze poprawne równanie: • we właściwej formie – za rozwiązanie należy przyznać 2 punkty • w formie cząsteczkowej – za rozwiązanie należy przyznać 1 punkt. Uwaga 2.: Jeśli zdający nie dokona jednoznacznego wyboru wzorów soli, ale napisze poprawne równanie we właściwej formie, to należy przyznać 1 punkt.
2 pkt – poprawny wybór wzorów soli i poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji. 1 pkt – poprawny wybór wzorów soli oraz błędne napisanie albo brak równania reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
W celu oznaczenia stężenia określonych jonów w roztworze należy strącić je całkowicie w postaci trudno rozpuszczalnego osadu, który po odsączeniu suszy się i praży do uzyskania stałej masy. Tę metodę stosuje się m.in. w oznaczaniu zawartości jonów żelaza(III) w badanej próbce. W wyniku reakcji strącania jonów Fe3+ za pomocą nadmiaru jonów wodorotlenkowych z roztworu wydziela się uwodniony tlenek żelaza(III): 2Fe3+ + 6OH – → Fe2O3 ∙ 3H2O↓ Wyodrębniony ilościowo osad praży się w temperaturze ok. 1000 °C do uzyskania bezwodnego Fe2O3.
Aby oznaczyć stężenie jonów żelaza(III), z próbki roztworu o objętości 100 cm3 całkowicie strącono uwodniony tlenek żelaza(III). Osad wyodrębniono ilościowo, przeniesiono do tygla i prażono do uzyskania stałej masy tlenku żelaza(III), równej 0,040 g.
Oblicz stężenie molowe jonów żelaza(III) w badanym roztworze.
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych. Aby ilościowo wyodrębnić uwodniony tlenek żelaza(III) z badanego roztworu, należy wykonać
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku z poprawną jednostką. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego LUB • podanie wyniku z inną jednostką ALBO 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń prowadzące do poprawnej liczby moli jonów żelaza(III), ale brak wartości albo niepoprawna wartość stężenia jonów żelaza(III) w próbce. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązanie 1 mol Fe2O3 159,7 g 1 mol Fe2O3 2 mol Fe3+ 𝑥 0,040 g 0,00025 mol Fe2O3 𝑦 𝑥= 0,00025 (mol Fe2O3) 𝑦= 0,0005 (mol Fe3+) 0,0005 cFe3+ = 0,1 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟓 𝐦𝐨𝐥∙𝐝𝐦−𝟑 ALBO cFe3+ = 5 ∙ 1𝟎−𝟑 𝐦𝐨𝐥∙𝐝𝐦−𝟑 Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.
C
1 pkt – odpowiedź poprawna. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
W pewnych warunkach sole sodu i potasu kwasów karboksylowych ulegają w roztworach wodnych reakcji, która zachodzi zgodnie z poniższym równaniem. 2R−COOK + 2H2O → R−R + 2CO2 + 2KOH + H2 Tę przemianę stosuje się do otrzymywania symetrycznych alkanów prostych i rozgałęzionych. Jednak gdy rozgałęzienie znajduje się przy atomie węgla związanym z grupą karboksylową, reakcja przebiega z małą wydajnością lub nie zachodzi.
Przeprowadzono opisaną reakcję i w jej wyniku otrzymano alkan o czterech atomach węgla w cząsteczce.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) kwasu karboksylowego, którego soli użyto do reakcji.
Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) oraz szkieletowe wybranych izomerycznych alkanów o wzorze sumarycznym C8H18.
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych. W reakcji opisanej w informacji wstępnej można z największą wydajnością otrzymać związek
Wzór półstrukturalny (grupowy) kwasu karboksylowego: CH3−CH2−COOH
1 pkt – napisanie poprawnego wzoru kwasu karboksylowego. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
C
1 pkt – odpowiedź poprawna. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
Reakcja Hecka jest stosowana do łączenia cząsteczek dwóch różnych związków organicznych z utworzeniem nowego wiązania węgiel – węgiel. Jednym z substratów tej reakcji jest halogenopochodna węglowodoru aromatycznego (halogenek arylu), a drugim – związek nienasycony z podwójnym wiązaniem przy skrajnym atomie węgla. W odpowiednich warunkach reakcja przebiega zgodnie z równaniem: W jednym z etapów produkcji leku przeciwzapalnego – naproksenu – stosuje się reakcję Hecka. W jej wyniku powstaje związek Q, którego wzór przedstawiono poniżej. 𝒂
Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych. W celu otrzymania związku Q w reakcji Hecka należy jako substratu użyć substancji o wzorze
Uzupełnij tabelę. Wpisz formalne stopnie utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali walencyjnych atomów węgla oznaczonych we wzorze związku Q literami 𝒂 i 𝒃.
| Atom węgla |
|---|
B
1 pkt – odpowiedź poprawna. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
Atom węgla Stopień utlenienia Typ hybrydyzacji 𝒂 –I ALBO –1 sp2 𝒃 0 sp2
2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch wierszy tabeli – napisanie stopnia utlenienia i typu hybrydyzacji wskazanego atomu węgla w dwóch związkach. 1 pkt – poprawne uzupełnienie jednego wiersza tabeli ALBO 1 pkt – poprawne uzupełnienie jednej kolumny tabeli. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
może otrzymać maksymalnie 2 punkt. Uwaga 2.: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.
3 pkt – zastosowanie poprawnej metody uwzględniającej sprawdzenie na podstawie obliczeń, która z substancji została użyta w nadmiarze, poprawne wykonanie obliczeń i podanie poprawnej wartości wydajności oraz poprawne wskazanie substancji użytej w nadmiarze (wzór lub nazwa). 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody bez sprawdzenia na podstawie obliczeń, która z substancji została użyta w nadmiarze, poprawne wykonanie obliczeń i podanie poprawnej wartości wydajności oraz poprawne wskazanie substancji użytej w nadmiarze (wzór lub nazwa) ALBO 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody uwzględniającej sprawdzenie na podstawie obliczeń, która z substancji została użyta w nadmiarze, ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku albo wyników i obliczenie wydajności oraz poprawne wskazanie substancji użytej w nadmiarze (wzór lub nazwa) w odniesieniu do wykonanych obliczeń ALBO 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody uwzględniającej sprawdzenie na podstawie obliczeń, która z substancji została użyta w nadmiarze, poprawne wykonanie obliczeń i podanie poprawnej wartości masy kwasu cynamonowego lub poprawnych liczb moli kwasu cynamonowego oraz poprawne wskazanie substancji użytej w nadmiarze (wzór lub nazwa) ALBO 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody uwzględniającej sprawdzenie na podstawie obliczeń, która z substancji została użyta w nadmiarze, poprawne wykonanie obliczeń i podanie poprawnej wartości masy bromobenzenu, który przereagował oraz poprawne wskazanie substancji użytej w nadmiarze (wzór lub nazwa). 1 pkt – poprawne wykonanie obliczeń i wskazanie na podstawie obliczeń substancji użytej w nadmiarze (wzór lub nazwa). 0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązania Sposób 1. 157,0 g C6H5Br 1 mol 72,0 g C3H4O2 1 mol 0,1570 g 𝑥 0,1081 g 𝑦 𝑥 = 0,001 mol 𝑦 = 0,0015 mol (związek użyty w nadmiarze) masa kwasu cynamonowego 𝑚 = 0,001 ∙ 148 = 0,148 (g) 0,148 g 100 % 0,1245 g 𝑊 ⇒ 𝑊= 84,1 (%) Wydajność przemiany: 84,1 (%) W nadmiarze użyto: kwasu propenowego (C3H4O2) Sposób 2. 𝑚 0,1570 0,1081 𝑛C6H5Br = 𝑀= 157 = 0,001 (mol) 𝑛C3H4O2 = 72 = 0,0015 (mol) (związek użyty w nadmiarze) 0,1245 Liczba moli kwasu cynamonowego 𝑛= = 0,00084 (mol) 148 𝑛𝑟𝑧 0,00084 (mol) 𝑊= ∙100 % ⇒ 𝑊= ∙100 % = 84,0 (%) 𝑛𝑡 0,001 (mol) Wydajność przemiany: 84,0 (%) W nadmiarze użyto: kwasu propenowego (C3H4O2)
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–1)
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Cząsteczki kwasu cynamonowego i kwasu kawowego są chiralne. | ||
| 2 | Istnieje izomer geometryczny zarówno kwasu cynamonowego, jak i kwasu kawowego. |
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Cząsteczki kwasu cynamonowego i kwasu kawowego są chiralne. | ✓ | ✓ |
| 2 | Istnieje izomer geometryczny zarówno kwasu cynamonowego, jak i kwasu kawowego. | ✓ |
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–1) Spośród odczynników wymienionych niżej wybierz ten, który pozwala odróżnić kwas kawowy od kwasu cynamonowego, i zaznacz jego wzór. Uzasadnij wybór. Odwołaj się do konsekwencji różnicy w budowie cząsteczek obu kwasów. FeCl3 (aq) Br2 (aq) KMnO4 (aq)
1 pkt – poprawny wybór odczynnika i poprawne uzasadnienie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązanie FeCl3 (aq) Br2 (aq) KMnO4 (aq) Uzasadnienie: W cząsteczce kwasu kawowego (w odróżnieniu od kwasu cynamonowego) występują grupy (lub grupa) –OH związane z pierścieniem benzenowym, więc ten kwas tworzy z roztworem FeCl3 barwny związek kompleksowy. Uwaga: Odpowiedź, w której zdający odwołuje się tylko do budowy cząsteczki kwasu kawowego, jest niewystarczająca.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–1) Nauczyciel polecił uczniom zaprojektowanie ciągu przemian, które umożliwią przekształcenie Uczniowie przedstawili dwa projekty, każdy składający się z trzech etapów, opisanych na poniższych schematach.
Rozstrzygnij, który projekt należy wybrać do realizacji, aby otrzymać opisany związek z możliwie największą wydajnością. Uzasadnij odpowiedź. Odwołaj się do wpływu kierującego podstawników w pierścieniu aromatycznym.
Rozstrzygnięcie: 2 (projekt drugi). Uzasadnienie: • Tylko w projekcie drugim związek A2 zawiera grupę nitrową, która jest podstawnikiem kierującym w położenie 3- (meta) (względem znajdującego się w pierścieniu podstawnika). • Produkt A1 pierwszego etapu ma podstawnik –Cl, który kieruje kolejne podstawniki w położenie 2- lub 4- (względem podstawnika już znajdującego się w pierścieniu aromatycznym), a nie – w oczekiwane położenie 3-. • (Aby otrzymać żądany produkt) produktem pierwszego etapu nie może być chlorobenzen, ponieważ podstawnik –Cl kieruje podstawniki w położenie 2- lub 4- (względem podstawnika znajdującego się w pierścieniu aromatycznym). Uwaga: W uzasadnieniu zdający powinien jednoznacznie sformułować określenia opisujące podstawniki w pierścieniu benzenowym tj. podstawnik –Cl, –Cl, atom chloru, grupa nitrowa, podstawnik –NO2, –NO2.
1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie oraz poprawne uzasadnienie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
Benzokaina to ester etylowy kwasu 4-aminobenzoesowego O O CH3 (4-aminobenzenokarboksylowego) o wzorze podanym obok. C CH2 Benzokaina jest ciałem stałym, słabo rozpuszczalnym w wodzie. NH2
Do probówki z benzokainą dodano kwas solny i zaobserwowano powstanie klarownego roztworu.
Wyjaśnij, dlaczego po dodaniu kwasu solnego zaobserwowano opisane zmiany. Załóż, że w warunkach prowadzenia doświadczenia nie zachodzi hydroliza estru.
W odpowiednich warunkach, w środowisku zasadowym, benzokaina ulega reakcji hydrolizy.
Uzupełnij poniższy zapis tak, aby powstało w formie jonowej skróconej równanie reakcji hydrolizy zasadowej benzokainy. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych. + NH2
Ze względu na obecność pierścienia aromatycznego w cząsteczce benzokainy może ona ulegać reakcji z bromem.
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz odpowiedź 1., 2. albo 3. Przemiana prowadzona w obecności FeBr3, w której substratami są benzokaina i brom, jest reakcją
1 pkt – poprawne wyjaśnienia. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania • Po dodaniu kwasu solnego zachodzi reakcja i powstaje roztwór soli (benzokainy). Ta sól (ma budowę jonową i) jest rozpuszczalna w wodzie. • Grupa aminowa z benzokainy przyłącza H+, czego rezultatem jest utworzenie rozpuszczalnej w wodzie soli.
rozwiązań zadań Uwaga: Do uzyskania pozytywnej oceny wyjaśnienie musi zawierać 3 elementy: • wskazanie, że benzokaina reaguje z kwasem solnym • powstaje sól (związek jonowy) • produkt reakcji jest rozpuszczalny w wodzie.
- O O CH3 O O + OH- + CH3CH2OH C C CH2 + OH + CH3CH2OH NH2 NH2
1 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
B1
1 pkt – odpowiedź poprawna. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
| Stopień utlenienia |
|---|
| Typ hybrydyzacji |
|---|
| 𝒂 | ||
| 𝒃 |
Do reakcji Hecka użyto 0,1570 g bromobenzenu i 0,1081 g kwasu propenowego. W wyniku przemiany opisanej poniższym równaniem otrzymano 0,1245 g kwasu cynamonowego. C6H5Br + C3H4O2 → C9H8O2 + HBr bromobenzen kwas propenowy kwas cynamonowy
Oblicz wydajność opisanej przemiany. Wynik podaj w procentach. Napisz nazwę lub wzór substancji użytej w nadmiarze.
rozwiązań zadań Sposób 3. 157,0 g C6H5Br 72,0 g C3H4O2 𝑦 0,1081 g 𝑦 = 0,2357 (g) 𝑥 C6H5Br 0,1245 g 157 g 148 g 𝑥 = 0,1321 (g) 0,1321 (𝑔) 𝑊= ∙100 % ⇒ 𝑊= 84,1 (%) 0,1570 (𝑔) Wydajność przemiany: 84,1 (%) W nadmiarze użyto: kwasu propenowego (C3H4O2) Uwaga 1.: Jeżeli zdający poprawnie wykona konieczne obliczenia, a w miejscu przeznaczonym na wskazanie substancji użytej w nadmiarze nie dokona wskazania albo wpisze błędną nazwę kwasu lub błędny wzór kwasu, to za swoje
1. Cząsteczki kwasu cynamonowego i kwasu kawowego są chiralne. F Istnieje izomer geometryczny zarówno kwasu cynamonowego, jak i kwasu 2. P kawowego.
1 pkt – poprawna ocena dwóch zdań. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.